菜籽与菜籽仁散粒体的压榨塑性模型

进行了菜籽与菜籽仁散粒体侧限压榨下的应力应变关系、侧向压力试验.根据侧限压榨符合幂次硬化材料模型的试验结果,采用Doraivelu屈服准则,建立了基于增量理论的菜籽与菜籽仁散粒体侧限压榨塑性本构方程.结果表明,Doraivelu屈服准则可作为菜籽与菜籽仁压榨塑性模型的理论基础,压榨塑性模型能较好地描述菜籽与菜籽仁散粒体的塑性变形.     

基于蠕变试验的蓖麻籽压榨非线性流变模型

为了解决蓖麻油侧限直筒压榨过程中的核心阶段—保压出油阶段,缺少蓖麻籽在蠕变试验下的流变特性模型这一问题,为蓖麻油数控直筒压榨设备的设计,特别是控制系统的设计提供理论依据,基于蠕变试验得到蓖麻籽压榨本构方程。在电子万能试验机上,利用单轴压榨试验装置进行侧限压缩蠕变试验,取得应变与对应时间的试验数据。利用试验数据,根据半理论半经验方法,用改进的广义Kelvin模型得到蓖麻籽蠕变的非线性本构方程,使用非线性回归法分段对方程中的参数进行求解,并将方程计算值与试验数据进行对比,对模型适用性进行评价。结果表明:得到的蠕变试验本构方程能够较好的吻合在物料轴向高度75mm,截面圆面积1194.6mm2,压榨压力进行速度50N·s-1,达到30MPa以内各个设定压力开始保压,保压15min的情况下取得的试验数据,可以较好的模拟压榨应力在30MPa以内的蓖麻籽压榨蠕变特性,对常规蓖麻籽压榨设备的设计起到较好的指导作用。     

基于松弛试验的蓖麻籽压榨非线性流变模型

【目的】揭示蓖麻籽压榨过程中的流变特征.【方法】利用单轴压榨试验装置进行应力松弛试验,获取了松弛过程中应力与时间关系.基于试验结果和半理论半经验法,利用改进的广义Maxwell模型建立了蓖麻籽压榨非线性流变模型,使用非线性回归法分段对模型参数进行求解,并将模型计算值与试验结果对比.【结果和结论】综合对比结果可知:模型模拟值与应力松弛试验结果吻合较好,该模型能较好的模拟压榨应变大于0.65时蓖麻籽的非线性流变特性.     

蓖麻籽不同状态不同压榨方式下压缩比与轴向应力关系的研究

【目的】研究蓖麻籽在不同状态不同压榨方式下压缩比-轴向应力关系.【方法】进行了完整蓖麻籽与碾碎后的蓖麻籽在不同的压榨方式、不同的压榨速率下的冷榨试验;采用川北方程建立了双曲线型压缩比-轴向应力关系模型,并依据试验结果,应用最小二乘法求得该模型的待定参数.【结果和结论】蓖麻籽碾碎后压榨在相同的条件下所达到的等价压缩比和完整籽基本一致,但实际压缩比比完整籽小得多;多次压榨在相同的条件下比单次压榨可以达到更大的压缩比;模拟值与实测值的对比和误差分析表明,模拟值与实测值比较吻合.     

混凝土受压性能的非均质细观数值模拟

将混凝土看作是由骨料、砂浆及它们之间的界面组成的三相复合材料,在细观层次上建立了非均质混凝土棱柱体试件的随机骨料模型,分别赋予细观单元弹脆性损伤本构关系或弹塑性本构关系,研究了采用不同本构关系的混凝土棱柱体试件在单轴压缩荷载作用下的细观损伤演化过程,获得了相应的混凝土单轴受压宏观应力-应变曲线,并将计算结果与试验结果做了比较.结果表明:混凝土试件的破坏是由于细观损伤的积累导致的;非均质模型计算所得的宏观应力-应变曲线上升段与试验结果吻合相对较好,弹塑性本构模型计算所得的曲线下降段比弹脆性模型更接近于试验曲线.     

超声冲击处理对不同材料的应力应变影响的有限元模拟

采用有限元的方法建立了不同材料力学性能的超声冲击处理模型。根据Johnson理论得出的冲击动力学公式,找到影响应力应变的关键参数:弹性模量、泊松比以及静态屈服强度。分别讨论了弹性模量、泊松比以及静态屈服强度对超声冲击处理后材料应力应变的影响,旨在探讨超声冲击处理对不同力学性能材料的应力应变强化程度。结果表明:材料的弹性模量、泊松比以及静态屈服强度都会影响超声冲击处理的应力应变;材料的弹性模量越大,其冲击处平行于材料表面方向应力和等效塑性应变都会显著增大;材料的泊松比越大,x方向应力和等效塑性应变都会增加,但泊松比对等效塑性应变影响大于x方向应力的影响;随着静态屈服强度的增大,冲击处的x方向应力显著增大,等效塑性应变值显著降低。     

油松根系力学性质有限元算法

[目的]研究油松根系力学性质。[方法]本文用线性强化塑性模型对油松单根的本构关系进行模拟,通过塑性力学折线理论的有限元算法自编计算程序,分别对油松根系的双曲线模型和线性强化模型的应变进行计算,并与实测应力应变曲线的相应值进行对比分析。[结果]证明了线性强化模型不仅简单易行,且计算值与实测值的误差小,比双曲线模型的误差率小1到2个数量级。[结论]塑性力学折线理论的有限元算法简单易操作,可自编有限元计算程序,无论是双曲线模型还是线性强化塑性模型,都可以用塑性力学折线理论进行求解,比经典的增量塑性力学有限元算法有很大优势。     

杨木压缩应力-应变关系研究

研究杨木在不同温度条件下径向压缩大变形的力学行为,建立杨木在压缩大变形下的应力-应变关系,并观察横压过程中的杨木细胞变形特征.结果表明,杨木在径向施压下,其整个大变形过程可分为3个阶段,即线弹性阶段、屈服后弱线性强化阶段和幂强化阶段.但由于木材在横压大变形实验中压密点不易确定,故以一个线性方程描述其弹性阶段和一个3次多项式描述其屈服后的整个压缩大变形下的应力-应变关系更为方便.     

水泥固化煤化工废水污染土的应力——应变特性及孔隙结构研究

采用室内试验的方法探究在水泥为固化剂、腐殖酸为污染源下,通过单轴、三轴、压汞试验对水泥固化煤化工废水污染土的应力-应变特性及孔隙结构进行研究。试验结果表明:固化煤化工废水污染土在不同污染物掺量下应力-应变曲线的变化规律基本一致,大体可分为三个阶段:弹性变形阶段、塑性屈服阶段、破坏阶段,并分析围压对固化煤化工废水污染土体应力-应变特性的影响规律;水泥固化污染土经不同冻融循环次数,试样的应力-应变曲线变化规律大致相近,呈应变软化型,且试样均呈现脆性破坏;水泥固化煤化工污染土随着水泥掺量增加,试样的孔隙减少,内部结构变密实,力学性能增强。     

基于ANSYS/LS-DYNA的果枝修剪过程仿真与试验研究

【目的】深入研究果枝修剪过程特性及切割机理,为优化修剪机具核心剪切部件、提高电动修剪机切割性能提供参考。【方法】以‘石硖’品种龙眼树枝为试验对象,采用ANSYS/LS-DYNA对树枝切割过程进行有限元仿真,搭建树枝切割试验平台进行切割试验,验证仿真模型的准确性,使用高速摄像机观察树枝切割过程,分析动刀片、树枝、定刀在切割过程中的应力分布及切割机理,确定最大等效应力出现的区域。【结果】实际试验与仿真试验的切割过程都可分为5个阶段：挤压阶段、切入剪切阶段、稳定剪切阶段、剪断阶段、树枝振动阶段,实际切割力略大于仿真值,切割10、15和20 mm直径树枝刀具峰值切割力实际值与仿真值最大相对误差为7.8%,平均相对误差为7.0%,试验和仿真切割力曲线趋势大致相同。切割过程中动刀片、树枝和定刀最大等效应力出现在刀刃、树枝和定刀切口附近,动刀片、定刀最大等效应力均小于刀具材料屈服极限,刀具不会发生失效。【结论】该有限元模型与实际情况基本符合,对修剪机具的设计和改进具有一定的参考价值。